KR940011903B1 - N-아크릴로일-α-아미노산의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

N-아크릴로일-α-아미노산의 제조방법
본 발명은 단량체 및 합성 중합체로서 유용한 N-아크릴로일-α-아미노산의 신규의 제조방법에 관한 것이다.
N-아크릴로일-α-아미노산은 유용한 자유라디칼 부가 단량체이다. 미합중국 특허 제4,157,418호 및 제4,172,934호에서는 N-아크릴로일-α-아미노산 공단량체의 봉입에 의해 상당히 향상된 성능을 가지는 압-감 접착제 및 테이프에 대해서 개시하고 있다.
N-아크릴로일-α-아미노산으로부터 유도된 공중합체는 이온 교환 반응력 및 킬레이트화 능력이 있는 것으로 공지되어 있다. 문헌[D.V.Ioffe등의 J.Gen.chem.USSR, 29, 3776(1959)]에서는 이온 교환 수지로서 N-메타크릴로일글리신:에틸렌 디메타크릴레이트 공중합체를 개시하고 있고; 미합중국 특허 제3,285,886호에서는 보일러 슬러지의 억제제, 부식억제제, 산업폐기물 처리제, 및 탈염제로서 N-아크릴로일 글리신:아크릴산 공중합체를 개시하고 있으며; 음이온 및 양이온 교환 능력을 가지고 있는 소위 "스네이크 케이지(Snake cage)"라고 불리우는 중합체는 문헌[B.U.Kaczmar등의 Chem. Abstr., 85. 124738W(1976)]에 개시된 방법에 의해 제조되었다.
이들 단량체로부터 유도된 컬럼 크로마토그래피 지지체는 문헌[T. Uemura 등의 Chem. Abstr., 69, 19709j(1968); T. Yamashita 등의 Bull. Chem. Soc.(Japan), 43, 1809(1970); Y.Ihara 등의 J. Polymer Sci.:Polymer Chem.Ed., 10, 3569(1972); 및 G. Blaschke 등의 Chem. Abstr., 85, 78405K(1976)]에 개시되어 있다.
N-아크릴로일-α-아미노산으로부터 유도된 중합체는 사진 감광 유체내의 젤라틴에 대한 유용한 대체물이며(예를들면, 미합중국 특허 제3,396,030호; 제3,615,624호; 및 제3,713,834호 참조); 또한, 이들 단량체는 광중합성 사진 제제내의 성분으로서 사용된다(GB 제1,425,423호 참조). 이들 단량체는 치아에 대한 기폭제시스템(E. Masuhara 등의 Chem. Abstr., 68, 50454a(1968)), 및 천연곰의 친수성(Y.Kozai 등의 Chem. Abstr., 75 50182e(1971)과 무명의 얼룩제거 특성(U. Einsele 등의 Chem. Abstr., 81, 79204y(1974))을 향상시키는 그라프트 단량체로서 이용되어왔다.
자유라디칼 단량체로서의 용도이외에, N-아크릴로일-α-아미노산을 다른 유용한 단량체로 변형시켜 사용하는 경우도 빈번하다. 또한 N-히드록시숙신 이미드와의 에스테르화 반응에 의해, 치환 가능한 기를 함유하는 단량체를 산출한다:문헌[A. Winston등의 J. Polymer Sci:Polymer Chem. Ed., 13, 2019(1975)]에서는 이러한 반응 원리를 이용해서 철(III)착물 중합체를 제조하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, N-아크릴로릴-α-아미노산은 통상적으로 하기의 고리 탈수소화 반응에 의해 상응하는 2-비닐 아즈락톤으로 전환된다:
Figure kpo00001
비닐 아즈락톤은 예를들면 미합중국 특허 제4,304,705호, 제4,378,411호 및 제4,451,619호에서 개시되어 있는 바와 같은 반응성 중합체를 산출하기 위한 단량체로서 이용되어 왔다.
직접 또는 간접적으로 상기-언급된 모든 기술에 있어서, 근본적인 성분은 N-아크릴로일-α-아미노산이다. 통상적으로 종래에는, 편의상, 물중에서 아미노산의 알칼리 금속염을 아크릴로일 클로라이드에 의해 아크릴로일화 시켜서, N-아크릴로일-α-아미노산을 제조하였다(예를들면, 미합중국 특허 제4,157,418호에 상세한 방법이 개시되어 있음). 이러한 합성 방법은 최소한 다음의 두가지 불리한 점을 가지고 있다:1) 상기 방법에서 모든 경우에 해당하는 것은 아니지만, 상응하는 아미노산으로서 구체적으로 아즈락톤 합성시 유용한 α,α-2중치환 아미노산을 사용할 수 있어야 하며, 이외에도, 아미노산을 제조하는데 있어서, 종래의 통상적인 아미노산 제조방법으로는 저수율이 얻어지고, 반응 진행중에 있어서 독성의 중금속 또는 피리디늄염의 형성단계를 포함하는 장황한 분리 처리 단계를 필요로하고; 2) 상기 방법은, 상기 처리에 의해 수율이 낮고 일정하지 않는데 예를들면 문헌[K. Huebner 등의 Angew. Makromol. Chem., 11, 109(1970)]에는 20-80%로 기록되어 있다.
간단히 말해서, 본 발명은 N-아크릴로일-α-아미노산의 신규의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 하나의 반응용기 내에서 일련의 화학반응에 의해 케톤을 N-아크릴로일-α-아미노산으로 전환시키는 단계를 포함한다(단일-용기식 제조방법). 반응은 중간체의 유리없이, 고수율로 수성 매체내에서 진행되며, 몇몇 경우에 있어서는, 상기 반응으로부터 생성물을 결정화하고, 여과에 의해 유리시킬 수 있다.
N-아크릴로일-α-아미노산의 제조에 대한 신규의, 단일-용기식 제조방법은 하기의 i), ii) 및 iii) 단계를 포함한다: i) 암모늄 히드록사이드 및 공-용매의 임의의 존지하에 물중에서 알킬기, 아릴기, 또는 아레닐기 또는 이들의 혼합기를 지닌 케논을 암모늄염 및 시아니드염과 반응시켜 아미노니트릴을 제조하는 단계; ii) 수성 매체내에서, 형성된 아미노니트릴을 아크릴로일화하여 아크릴아미도니트릴을 제조하는 단계; 및 iii) 형성된 아크릴아미도니트릴을 산 수용액으로 가수분해하여 N-아크릴로일-α-아미노산을 제조하는 단계.
본 명세서에서, "알킬"이란 C1-14를 가진 직쇄형 또는 측쇄형 탄화수소로부터 수소원자 하나를 제거한 후에 남아있는 1가의, 잔류물을 의미하며, 아릴이란 하나의 고리 또는 두개의 붙은 고리 또는 연쇄 고리고 구성될 수 있는 방향족 또는 이종 방향족 화합물로부터 수소원자 하나를 제거한 후에 남아있는 1가의 잔류물을 의미하며, 상기 두개의 붙은 고리 또는 연쇄 고리는 S, N 및 O중에서 선택된 3개이하의 이종원자를 합산하여 5-12개의 고리원자를 가지고 있다. 탄소원자는 3개 이하의 할로겐원자, C1-C4알킬, C1-C4알콕시, N,N-디(C1-C4알킬)아미노, 니트로, 시아노, C1-C4알킬 카르복실 에스테르, 및 설포닐기에 의해 치환될 수 있다.
"아레닐"이란 6개 내지 26개의 탄소원자 및 이종원자(여기서, 이종원자는 3개 이하의 S, N 및 O원자이다)를 가진 알킬 및 아릴기를 함유하는 탄화수소의 알킬부로부터 수소원자 하나를 제거한 후에 남아있는 1가의 잔류물을 의미한다.
"아크릴로일"이란 메타아크릴로일화 반응으로부터 형성된 1-옥소-2-프로페닐뿐만 아니라 1-옥소-2-메틸-2-프로페닐을 의미한다.
본 발명은 하기의 구조식을 가진 N-아크릴로일-α-아미노산의 제조방법에 관한 것이다.
Figure kpo00002
상기식에서, R1및 R2는 각각 C1-14를 가진 알킬기, C3-14를 가진 시클로알킬기, 5-12개의 고리원자를 가진 아릴기, 6-26개의 탄소 및 이종원자를 가진 아렌닐기일 수 있다. 또는 R1과 R2는 그들이 결합된 탄소원자와 함께 R1및 R2중의 하나만이 아릴인 조건하에, 4-12개의 고리원자를 함유한 카르복실 고리를 형성할 수도 있으며, 상기 제조방법은 중간체 생성물의 유리없이 단일 반응 용기내에서 일어나며 하기의 i), ii) 및 iii)의 단계를 포함한다:i) 물중에서 3-53개의 탄소 및 이종원자(예를들면, 디아레닐 케톤의 경우에 있어서는 7개 이하의 N, S 및 O의 이종원자를 함유함)를 가진 알킬, 아릴, 또는 아레닐(또는 그들의 화합체)케톤을 암모늄염, 및 알칼리 금속 시아니드와 반응시켜 아미노니트릴을 제조하는 단계; ii) 아미노니트릴을 아크릴로일화하여 아크릴아미도니트릴을 제조하는 단계, 및 iii) 아크릴아미도니트릴을 산 수용액으로 가수분해하여 N-아크릴오일-α-아미노산을 제조하는 단계.
상기 N-아크릴로일-α-아미노산의 신규의 제조방법은 출발 물질로서 케톤을 사용하고, 바람직하게는 수성 매체내에서 단일 반응용기를 사용하여 단계적으로 수행하며, 생성물은 여과에 의해 반응 혼합물로부터 고수율로 유리시킬 수 있다.
상기 방법의 플로우 챠트는 다음과 같다:
상기식에서, R1및 R2, 및 R3는 상기 정의된 바와 같으며, X는 클로라이드, 브로마이드, 니트레이트, 또는 설페이트이고 Y는 클로로 또는 아크릴로일옥시기이다.
본 발명의 방법의 단계들을 다음과 같다:
[1단계]
1단계는 구입이 용이한 케톤을 상응하는 아미노니트릴로 전환시키는 단계를 포함한다[반응식(1)].
Figure kpo00004
상기식에서, R1및 R2는 상기 정의된 바와 같고, X는 클로라이드, 브로마이드, 니트레이트, 또는 설페이트이며, M은 나트륨, 칼륨, 또는 리튬이다.
이 반응은 시아니드시약의 고농축 수용액(즉, 5-15M)을 1-10M 암모늄염의 수용액과 알맞은 화학양론적 과잉량(즉, 1-50몰%)의 케톤(즉, 케톤:시아니드시약의 비는 1:1-1.5:1이 바람직하다)의 혼합물에 첨가시켜 수행한다. 상기 초기 단계에서는 비교적 농축된 수용액을 사용하여 반응식(1)의 반응속도를 증가시킬 뿐만 아니라, 물의 양을 최소로 유지시킬 수 있으며, 이로인해, 형성된 수용성 N-아크릴로일-α-아미노산은 바람직하게 결정화된다. 케톤을 약간의 화학양론적 과잉량으로 사용하면, 신규의 제조방법에서 다음 단계에 유해함이 없이 반응식(1)의 반응속도를 증진시키며, 또한 이러한 방법은 잔류하는 시아니드의 독성을 완화시킨다.
이 반응은 효율적인 교반, 구체적으로 저 수용성 케톤에 의한 교반, 10-80℃의 온도(바람직하게는 10-30℃) 및 반응시간 1-24시간(바람직하게는 1-16시간)을 필요로 한다. 반응 진행상태는 통상적으로 기체-액체 크로마토그래피 또는 NMR 및 IR 등의 다양한 분광기술에 의해 감지될 수 있다.
케톤이 물에 불용성인 경우, 에탄올, 이소프로판올, N,N-디메틸포름아미드, 디옥산, 및 N,N-디메틸아세트아미드등의 비반응성, 수혼화성의 유기공용매를 충분한 양으로 첨가하여 반응을 일으키기 위한 매체로 작용시킬 수 있다. 또한, 다른 경우에 있어서(예를들면, 아릴 치환된 케톤등의 공액케톤인 경우), 아미노니트릴이 상기 반응 조건하에서 형성되기 어려우면, 일반적으로 암모늄 히드록사이드 수용액의 형태로 암모니아를 상기 시스템에 가할 필요가 있다. 더욱이, 과잉량의 암모니아는 반응식(2)에 명백히 나타난 바와 같이, 아미노니트릴 생성물을 이량 중합화하여 안정화할 수 있다. 이러한 이량 중합반응에 대해서는 미합중국 특허 제4,543,215호에 개시되어 있다.
Figure kpo00005
케톤 출발 물질로는 아세톤, 2-부탄온, 3-펜탄온, 시클로펜탄온, 시클로헥산온, 시클로헵탄온, 아세트페논, 프로피오페논, 4'-메톡시아세토페논, 3'-클로로아세토페논, 및 디벤질케톤이 바람직하지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 바람직한 암모늄염은 암모늄 클로라이드이며, 바람직한 시아니드염은 시안화나트륨 또는 시안화칼륨이다.
아미노니트릴은 널리 공지된 화합물이며, 수성 매체내에서 염화 암모늄 및 시안화나트륨으로 처리하여 상응하는 알데히드 또는 케톤으로부터 제조되고, 이러한 반응은 Strecker아미노산 합성의 Zelinsky-Stadnikoff변법으로서 알려져 있다(D.T.Mowry의 Chem. Rev., 42, 231-240(1948) 참조). 암모늄 히드록사이드를 도입하는 변법(미합중국 특허 제3,803,208호에 개시되어 있음)은 가끔 아미노니트릴의 형성을 용이하게하고, 그것을 이량체 형성을 통해 더욱 안정하게 하기 위하여 사용된다.
[2단계]
신규의 제조방법에 있어서는 2단계는 아미노니트릴을 아크릴로일화하여 반응식(3)과 같이 상응하는 아크릴아미도니트릴을 제조한다.
Figure kpo00006
상기식에서, R1, R2및 R3는 상기 정의된 바와 같고, Y는 클로로 또는 (메타)아크릴로일옥시이다.
아크릴로일화 작용제는 아크릴로일 클로라이드 및 메타크릴로일 클로라이드이다.
이들 작용제는 둘다 실온, 즉, 22-25℃에서 액체이며, 1단계에서 언급된 특별한 경우에 있어서 과잉량의 암모니아가 첨가된다면, 아크릴로일화 작용제를 가하기전에 저압에서 암모니아가 제거된다는 조건하에, 이들 작용제는 통상적으로 용매없이 1단계의 아미노니트릴을 함유한 수성 혼합물에 첨가된다. (메타)아크릴로일 클로라이드시약은 본질적으로 불용성이지만, 대부분의 경우에 있어서, 물용매 및 알맞은 교반만이 필요하다. 이러한 이유는 아크릴로일화 반응이 (메타)아크릴로일 클로라이드 및 아미노니트릴의 수용액 사이의 공유영역에서 일어나며, 아미노니트릴 화합물이 일반적으로 케톤 전구체보다 수용성이 더 크기 때문이다. 그러나, 몇몇 경우에 있어서, 1단계에서 언급된 것과 같은 공용매가 아미노니트릴을 반응시키기 위하여 사용된다.
반응식(3)에서 개시된 바와 같이 HY형태의 산은 반응중에 생성되어 과잉량의 아미노니트릴을 순간적으로 비반응성이 되게한다. 아미노니트릴의 2당량이 사용될 수 있지만, 이러한 방법은 필요한 아미노니트릴 반응물을 소비하므로, 바람직하지 않다. 또한 소디움 또는 포테이슘히드록사이드를 반응 혼합물에 가하여 생성된 산과 반응시키는 것이 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 소디움 또는 포테슘 히드록사이드의 화학양론적 당량을 (메타)아크릴로일 클로라이드의 부피에 대한 당량 부피의 물에 용해시키는 것이 용이하다. 그다음, 수성 염기를 별도로 그리고 동시에 단순한 육안 관찰에 의해 (메타)아크릴로일 클로라이드와 같은 비율로 첨가할 수 있다. 두개의 시약의 거의 같은 첨가비율은 반응혼합물의 pH를 거의 변화시키지 않기 때문에 바람직하다. pH가 너무 낮으면, 반응속도가 저하되고, pH가 너무 높으면, 중합화 및 다른 부수적인 반응이 더욱 일어나기 쉽다.
첨가 반응의 온도 또한 중요하다. 반응 혼합물의 온도가 약 15℃ 이상이면, 아미노니트릴의 소정의 아크릴로일화 반응보다는 (메타)아크릴로일클로라이드의 가수분해 즉 물과의 반응이 더욱 현저하게 일어난다. 2단계에서 유용한 반응온도는 0-15℃, 바람직하게는 5-10℃이다. 첨가후에, 반응 혼합물을 0.5-2시간 동안 더 교반하여, 모든 (메타)아크릴로일 클로라이드의 반응을 완결시키도록하며, 반응 상태를 기체크로마토그래피 및/또는 분광기술에 의해 감지한다.
아미노니트릴은, 미합중국 특허 제2,744,943호에서 개시된 바와 같이, 아크릴로일 클로라이드 및 메타아크릴로일 클로라이드를 사용하여 N-아실화 시킬 수 있지만, 비수성 매체내 즉, 벤젠에서는 2당량의 아미노니트릴을 사용하며, 초과당량의 아니노니트릴은 아실화 반응에서 산출된 염화수소와 반응하는데 이용된다. 산출물은 전혀 없었으며, 형성된 (메타)아크릴아미도니트릴은 가수분해에 의해 N-아크릴로일-α-아미노산으로 전환되지 않았지만, 장황한 추출 방법에 의해 유리시켰으며, 디시안디아미드와 또 다른 반응을 하여 (메타)아크릴아미도 아실구안아민이 제조되었다. 기타 N-아실-α-아미노니트릴 화합물이 제조 및 가수분해되었지만, 여기에서도, 먼저 아미노니트릴을 분리한 다음에 유기 용매내에서 아실화시키는 방법을 사용할 뿐이다.
문헌[Roesler 등의 Chem Abstr., 66, 115427z(1967)]는 N-아릴-N-아실-치환아미노니트릴이 강산, 예를들면, 염화수소, 트리플루오로아세트산, 또는 클로로술폰산으로 처리되면, 카르보닐기의 니트릴작용기에 대한 분자내의 공격으로 시클로구조가 형성됨을 가재하고 있다. 시클로 구조가 N-아실-α-아미노니트릴의 산-접촉반응으로 형성됨은 문헌[Poupaert, 등의 Synthesis, 622(1972)]에도 기재되어 있다. 문헌[Shirai, 등의 Yuki Gsei Kagaku Kyoaki Shi, 30, 76(1972)]에는 N-아실-α-아미노니트릴의 산- 및 염기-접촉 가수분해에 대한 연구를 기재하고 있으며, 이러한 연구를 통해 아실 작용기 및 니트릴 작용기간의 경쟁적인 가수분해를 인지했다.
[3단계]
신규의 제조방법에 있어서 3단계는 아크릴아미도니트릴을 본 발명의 N-아크릴로일-α-아미노산으로 선택적으로 가수분해시키는 단계를 포함한다. 이 반응을 하기의 반응식(4)로 나타내었다:
Figure kpo00007
상기식에서, R1및 R2및 R3는 상기 정의된 바와 같다. 놀랍게도, 상기 반응식의 가수분해 반응은 산 수용액에 의해서만 수행될 수 있다. 산 수용액 또는 염기 수용액이 n-알카노일아미노니트릴을 가수분해하는데 효과적이라는 것이 개시되어 있는 문헌[Shirai 등의 Yuki Gosei Kagaku Kyokai Shi, 30, 76(1972)]의 기록과는 대조적으로, 의외로 염기수용액이 N-아크릴로일-α-아미노니트릴을 소정의 가수분해 생성물로 인도하지 않는다는 것이 밝혀졌다. 소디움 히드록사이드 등과 같은 수성 히드록사이드 시약을 사용하여 선택적인 가수분해를 시도하는 경우, N-아크릴로일-α-아미노산 생성물을 유리시킨 실례는 없었다. 그러나, 산 수용액 사용하면, 소정의 N-아크릴로일-α-아미노산이 쉽게 제조되고 반응 혼합물중에서 결정화되며, 간단한 여과에 의해 50%의 수율 또는 그 이상의 화학적 수율로 본질적인 순수한 형태로 유리될 수 있다.
유용한 산 수용액으로는 염산, 황산, 인산, 및 질산을 들 수 있으며, 이중에서도 황산이 바람직하다. 연산도 유용하지만, 반응혼합물에 염산을 첨가하면, 공통 이온효과 때문에, N-아크릴로일-α-아미노산 생성물과 염화나트륨의 공칭이 일어나는 경우가 많다. 몇가지 N-아크릴로일-α-아미노산은 물에 다소 용해되기 때문에 많은 경우에 있어서 염화나트륨을 제거하는 단계가 필요할 때가 있다. 가수분해온도는 25-90℃, 바람직하게는 25-60℃이며, 반응시간은 3-24시간으로 하는 것이 유용하다. N-아크릴로닐-α-아미노산은 무색이며, 그것이 제조에 사용된 케톤에 따라 변화하는 용융점을 가진 결정성고체이다. N-아크릴로일-α-아미노산의 분리는 결정성 생성물의 간단한 여과에 의해 수행하는 경우가 많고 또한 바람직하다. 생성물이 결정화되지 않은 경우에는, 에틸 아세테이트등의 수성 유기용매로 추출하여 분리시킬 수 있으며, 재결정화 또는 크로마토그래피 등의 통상적인 방법에 의해 정제할 수 있다.
어떤 경우에 있어서 분리된 N-아크릴로일 아미노산 생성물은 β-클로로프로피오닐 유도체, 즉 HCl 첨가 생성물에 의해 오염된다는 것이 발견되었다. 이러한 것은 묽은 소디움 히드록사이드 수용액에 용해시킨 후에 재산성화시킴으로써 염화수소를 제거하여 N-아크릴로일아미노산으로 만들 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 N-아크릴로일-α-아미노산의 대표적인 실례로는 하기의 구조식을 가진 화합물을 들 수 있다.
Figure kpo00008
상기식에서, R1및 R2및 R3는 하기의 표 I에 나타낸 바와 같다.
[표1]
Figure kpo00009
전술한 바와 같이, N-아크릴로일-α-아미노산은 단량체 및 합성 중합체로서 유용하다. 구체적으로 이들은 2-비닐 아즈락톤을 제조하는데 우용하다. 비닐 아즈락톤은 그것의 근본적인 이용 가능성이 아직도 완전히 실현되지 못한 화합물이기 때문에 매우 중요하고 유용하다. 이들은 중합체의 측쇄에 다양한 변형기를 공유 결합시키기 위한, 반응 공당량체로서 사용되어 왔다. 이러한 방법은 방사선 감수성 중합체(미합중국 특허 제4,304,705호 및 제4,378,411호), 친수성/소수성 중합체(미합중국 특허 제4,451,619호), 및 압감 접착제(유럽 특허 출원공보 제0128731(1984))를 제조하기 위해 사용되어 왔다. 적합한 친핵체와의 반응에 의해, 비닐 아즈락톤은 사진기술에 유용한 기타 단량체(미합중국 특허 제4,288,523호); 단계적-증가 중합체에 대한 단량체, 사슬 연장제, 및 경화제로서 우용한 아즈락톤-작용성 화합물, 및 경화성 피복제, 접착제, 및 결합제(국제 공고 번호 WO83/01617(1983))로 유용한 아크릴아미드-작용성 화합물로 전환될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 신규 방법을 사용하여 다양한 N-아크릴로일-α-아미노산을 제조하는 것에 대한 실시예에 의거하여 본 발명을 설명하고자 한다. 실시예에서 인용된 특정한 물질 및 양뿐만 아니라 기타 세부 사항 및 조건에 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
N-아크릴로일메틸알라닌의 제조
기계적 교반기, 온도계 및 2개의 부가 깔대기를 구비한 1ℓ의 Morton플라스크에 아세톤(1.1몰), 염화암모늄(53.5g; 1몰) 및 탈이온수(200ml)를 장입시켰다. 탈이온수(100ml)에 용해된 시안화나트륨(49g; 1몰)의 용액을 반응온도가 10℃를 초과하지 않도록 첨가했다. 혼합물을 실온으로 가온시킨 후 1시간 동안 강하게 교반시켰다. 예를들면 드라이아이스/이소프로판을 베스에서 충분히 냉각시킨 후, 아크릴로일 클라이드(81.45g, 73ml, 0.9몰) 가성소오다 용액[75ml의 물에 용해된 36g(0.90몰)의 수산화나트륨]을 온도가 10℃를 초과하지 않도록 부가 깔대기를 통해 적가했다. 첨가후, 혼합물을 30분동안 냉각없이 교반시켰다. 진한 염산(250ml; 3.02몰)을 첨가한 후, 형성된 혼합물을 3시간 동안 70℃로 가온시켰다. 실온으로 냉각시킨 후, 결정성 생성물을 여과에 의해 분리시키고 250ml의 냉각수로 세척했다. N-아크릴로일메틸알라닌 생성물은 95.3g이었고 176의 산 당량중량(어세이-89%; 화학적 수율=60%)를 나타냈으며, 필요에 따라 상기 고체를 아세토니트릴 또는 에틸 아세테이트로부터 재결정화함으로써 정제하였다. 화합물은 만족할만한 스펙트럼 및 원소분석결과를 나타내었다.
[실시예 2]
본 실시예는, 가수분해용 산으로 염산 대신 황산을 사용함으로써 더욱 순수한 생성물이 생성됨을 보여주기 위한 것이다. 실시예 1의 방법을 황산(12.1N, 3.02당량)을 사용하여 진행한 결과, 161의 산당량 중량(어세이=97.5%; 화학적 수용=58%)을 지닌 결정성 고체를 수득했다. 더욱이, 황산(24N, 3.02당량)을 사용하여, 165의 당량중량(어세이=95%; 화학적수율=60%)을 지닌 결정성 생성물을 수득했다.
[실시예 3]
N-아크릴로일에틸알라닌의 제조
초기 아미노니트릴-제조단계에 대한 반응시간을 16시간으로 연장하고 가수분해를 60℃에서 3시간 동안 진행시킨 것을 제외하곤 실시예 1의 방법을 사용했다. 가수분해 단후에 수득된 결정성 물질을 여과시켜 73%의 화학적 수율로 N-아크릴로일에틸알라닌을 수득했다.
[실시예 4]
N-메타아크릴로일메타알라닌의 제조
실시예 1의 방법을 사용하되, 아크릴로일 클로라이드를 메타아크릴로일클로라이드(94g:0.90몰)로 대체하였다. 12.1N HCl로 가수분해시킨 후, 여과된 고체는 105g의 중량 및 234의 당량중량을 가졌다(73%의 어세이; 50%의 화학적 수율).
[실시예 5]
1-아크릴아미도시클로헥산카르복실산의 제조
실시예 3의 방법을 사용하였으며 초기 여과된 결정성 생성물은 180g의 중량 및 265의 당량중량(74%의 어세이)을 가졌다. 상기 불순한 생성물을 냉각수(300ml)로 세척하여, 197의 이론적 당량 중량 및 126.3g의 중량을 가진 고체를 수득했다. 1-아크릴아미도시클로헥산카르복실산의 화학적 수율은 71%로 나타났다.
[실시예 6]
1-아크릴아미도시클로펜탄카르복실산의 제조
아미노니트릴-형성 단계를 21시간으로 연장한 것을 제외하곤, 실시예 2의 방법을 사용한 결과, 12N 황산에 의한 가수분해로 182의 당량중량을 가진 백색 고체 81.7g을 수득했다. 어세이=91%; 화학적수율=50%).
[실시예 7]
2-아크릴아미도-2-에틸부티르산의 제조
본 실시예는 반응 혼합물로부터 N-아크릴로일아미노산 생성물을 추출하기 위한 유기용매의 사용방법을 부여주기 위한 것이다. 황산(24N)에 의한 가수분해를 실온에서 16시간 동안 진행시킨 것을 제외하곤, 실시예 2의 방법을 사용한 결과, 기타의 경우에 인지된 바와 마찬가지로 결정성 생성물의 형성되지 않았다. 노란색이 수성 반응 혼합물을 마그네슘 설페이트 추출하고, 무수마그네슘 설페이트로 건조시킨 후, 감압으로 에틸아세테이트를 제거하여 방치중에 고체화된 84g의 엷은 갈색오일을 수득했다. 아세토이트릴로부터 여과 및 재결정화하여 141-142℃에서 용융되는 63.6g의 백색결정성 고체가 생성되었다; 화학적수율=38%.
[실시예 8]
2-아크릴아미도-2-페닐프로판산의 제조
본 실시예는 1단계 및 2단계에서의 공용매의 사용방법과 1단계에서의 수산화암모늄의 사용방법을 보여주기 위한 것이다.
기계적 교반기, 온도계, 및 응축기를 구비한 3ℓ의 Morton플라스크에 아세토페논(1.05몰), 염화암모늄(59g, 1.1몰), 시안화나트륨(49g, 1.0몰), 탈이온수(240ml), 수산화암모늄 용액(15.1M, 270ml), 및 에탄올(400ml)를 장입시켰다. 이들 용액을 5시간 동안 60℃에서 교반 및 가열한 다음, 실온에서 밤새도록 방치하였다. 그 다음, 이들 용액을 로타리 증발기에서 300-400ml의 부피가 될때까지 농축했다. 반응플라스크에 기계적 교반기, 온도계, 및 2개의 부가깔대기를 장치하였다. 에탄올(250ml)를 첨가한 후, 플라스크를 얼음베스에서 냉각시키고, 아크릴로일 클로라이드(81.5g, 73ml, 0.90몰) 및 물 40ml 중의 수산화나트륨의 용액(36g, 0.90몰)을 강하게 교반된 반응 혼합물의 온도가 10℃를 초과하지 않는 속도로 부가 깔대기를 통해 적가했다. 적가후에, 이들 혼합물을 냉각없이 2시간 동안 교반하고 물(500ml)을 가한 후, 이들 혼합물을 여과하였다. 여과된 고체를 물(400ml) 내에서 황산(18M, 160ml) 용액중에 현탁시키고, 혼합물을 60℃로 가온하였다. 4시간 후에 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고 여과하였다. 물(500ml)로 세척한 후, 수집된 고체를 500ml의 에테르와 헥산(40:60, 부피비)의 혼합물중에서 슬러리화하였다. 이들을 여과하여, 229의 당량중량을 가진 백색고체인 71.1g의 2-아크릴아미도-2-페닐프로피온산을 수득했다(어세이=96%; 화학적수율=33%).
[실시예 9]
1-아크릴아미도시클로헵탄카로복실산의 제조
본 실시예는 1-(β-클로로프로피온아미도)시클로헵탄카르복실산의 탈염화수소화를 보여주기 위한 것이다.
실시예 6의 방법을 사용하여, 113.1g의 백색고체를 수득했다. 핵자기 분광기의 분석에 의해 10%의 HCl부가 생성물인 1-(β-클로로프로피온아미드)시클로헵탄카르복실산을 주성분으로 하는 물질이 측정되었다. 상기 혼합물을 수산화나트륨 용액(400ml의 물중의 40g)에 용해시키고, 실온에서 3시간 동안 교반한 후, 진한 황산(60ml)를 가하였다. 여과에 의해 백색고체를 수집하고, 물(500ml)롤 세척하고 건조시켜, 101.5g의 1-아크릴아미도시클로헵탄-카르복실산을 수득했다(어세이=98%; 화학적 수율=48%).
본 발명의 영역 및 기술사상을 벗어나지 않고 본 발명의 다양한 변형 및 수정이 가해질 수 있으며, 본 발명은 상기 구체적인 실시태양에 제한되지 않는다.

Claims (15)

  1. i) 알킬, 아릴, 또는 아레닐기, 또는 이들의 혼합기를 지니며, 3 내지 53개의 탄소원자 및 이종원자를 가진 케톤, 암모늄염, 및 알칼리금속 시아니드를 물중에서 반응시켜서 아미노니트릴을 제조하는 단계; ii) 형성된 아미노니트릴을 수성 매체중에서 아크릴로일화 시약에 의해 아크릴로일화하여 아크릴아미도니트릴을 제조하는 단계; 및 iii) 형성된 아크릴아미도니트릴을 산 수용액중에서 가수분해하여 N-아크릴로일-α-아미노산을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 N-아크릴로일-α-아미노산의 제조방법.
  2. i) 하기 일반식(B)의 케톤과 하기 일반식(C)의 암모늄염 및 하기 일반식(D)의 금속 시아니드를 물중에서 반응시켜 아미노니트릴을 제조하는 단계, ii) 형성된 아미노니트릴을 하기 일반식(E)의 아크릴로일화시약으로 아크릴로일화하여 아크릴아미도니트릴을 제조하는 단계, iii) 형성된 아크릴아미도니트릴을 산 수용액중에서 가수분해하여 N-아키를로일-α-아미노산을 제조하는 단계를 포함하는 하기 일반식(A)의 N-아크릴로일-α-아미노산의 제조방법:
    Figure kpo00010
    상기식에서, R1및 R2는 각각 1 내지 14개의 탄소원자를 가진 알킬기, 3 내지 14개의 탄소원자를 가진 시클로알킬기, 5 내지 12개의 링원자를 가진 아릴기, 6 내지 26개의 탄소원자와 이종원자를 가진 아레닐기, 또는 R1및 R2는 R1및 R2중 단지 하나만이 아릴기인 조건하에, 그들이 결합된 탄소원자와 함께 4 내지 12개의 링원자를 함유하는 카르보시클릭 링을 형성하며, R3는 수소 원자 또는 메틸이며, X는 클로라이드, 브로마이드, 니트레이트 또는 설페이트이며, M은 나트륨, 칼륨 또는 리튬이며, Y는 클로라이드, 메타아크릴로일옥시 또는 아크릴로일옥시이다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 케톤, 암모늄염 및 시안화 금속의 반응 단계가 반응물로서 수산화암모늄 및 물과 혼화될 수 있는 비반응성의 유기 공-용매를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 공-용매가 에탄올, 이소프로판올, N,N-디메틸포름아미드, 디옥산 또는 N,N- 디메틸아세트아미드인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 반응은 중간체 화합물의 유리없이 단일 용기내에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제2항에 있어서, 케톤:시안화 금속의 비는 1:1 내지 1.5:1인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 단계(i)은 10 내지 80℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 단계(ii)의 아크릴로일화 반응은 수산화나트륨 또는 수산화칼륨의 존재하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 단계(ii)는 0 내지 15℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제2항에 있어서, 상기 단계(iii)의 산 수용액은 염산, 황산, 인산 또는 질산인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제2항에 있어서, 상기 N-아크릴로일-α-아미노산은 50퍼센트 또는 그 이상의 수율로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 N-아크릴로일-α-아미노산은 N-아크릴로일메틸알라닌, N-아크릴로일에틸알라닌, N-메타아크릴로일메틸알라닌, 1-아크릴아미도시클로펜탄 카르복실산, 1-아크릴아미도시클로헥산 카르복실산, 1-아크릴아미도시클로헵탄 카르복실산, 2-아크릴아미도-2-에틸부티르산, 및 2-아크릴아미도-2-페닐프로판산인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제2항에 있어서, 상기 N-아크릴로일-α-아미노산은 거의 수-불용성인 유기용매에 의해 반응 혼합물로부터 유리시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 유기 용매는 에틸 아세테이트인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제2항에 있어서, 상기 N-아크릴로일-α-아미노산은 여과에 의해 유리시키는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5292840A (en) * 1987-03-13 1994-03-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Polymeric supports
US5336742A (en) * 1987-03-13 1994-08-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Polymeric supports
US5332825A (en) * 1993-10-13 1994-07-26 Eastman Kodak Company Single vessel synthesis of aminoacetonitriles
US6299905B1 (en) 1996-04-16 2001-10-09 Depuy Orthopaedics, Inc. Bioerodable polymeric adhesives for tissue repair
US5733868A (en) * 1996-04-16 1998-03-31 Depuy Orthopaedics, Inc. Poly(amino acid) adhesive tissue grafts
JP4269010B2 (ja) * 2001-07-09 2009-05-27 学校法人日本大学 歯科用セルフエッチングプライマー処理剤
CN115040686B (zh) * 2022-06-23 2023-03-21 华南理工大学 一种组织粘附膜及其制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2675383A (en) * 1954-04-13 New bis
US2587043A (en) * 1949-01-06 1952-02-26 Bell Telephone Labor Inc Preparation of 1,2 di-primary amines
US3285886A (en) * 1961-07-17 1966-11-15 Grace W R & Co Threshold treatment of water with water dispersible complexing polymers
US3275677A (en) * 1963-08-20 1966-09-27 American Cyanamid Co Alpha-cyanomethylaminonitrile and alpha-carboxamidomethylaminonitrile compounds
NL6509157A (ko) * 1964-07-24 1966-01-25
CH480299A (fr) * 1967-04-11 1969-10-31 Sogespar S A Procédé de préparation de dérivés des acides a-aminés N-disubstitués
FR1583797A (ko) * 1967-04-12 1969-12-05
US3615624A (en) * 1968-01-29 1971-10-26 Eastman Kodak Co Peptizers for silver halide emulsions useful in photography
US3713834A (en) * 1971-07-06 1973-01-30 Polaroid Corp Polymeric binders for photographic emulsions
US3932168A (en) * 1971-11-17 1976-01-13 Abbott Laboratories Substituted aryloxyacetamido nitrile derivatives as carbohydrate deposition agents
GB1425423A (en) * 1972-04-26 1976-02-18 Eastman Kodak Co Photopolymerisable compositions
JPS5124569B2 (ko) * 1973-09-05 1976-07-24
US4164511A (en) * 1976-05-14 1979-08-14 Basf Aktiengesellschaft Manufacture of N-arylglycinonitriles
IT1116382B (it) * 1977-11-30 1986-02-10 Sigma Tau Ind Farmaceuti Metodo di preparazione industriale dell'acido rs-beta-benzoilamino isobutirrico
US4157418A (en) * 1978-02-08 1979-06-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Acrylic functional aminocarboxylic acids and derivatives as components of pressure sensitive adhesives
DE2820518A1 (de) * 1978-05-11 1979-11-15 Basf Ag Verfahren zur herstellung von 3- hydroxy-2,2,4-trimethylpentylisobutyrat
US4378411A (en) * 1980-01-02 1983-03-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radiation-curable polymers
US4304705A (en) * 1980-01-02 1981-12-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radiation-curable polymers containing pendant unsaturated peptide groups derived from azlactone polymers
US4777276A (en) * 1981-10-29 1988-10-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Acrylamidoacylated oligomers
US4451619A (en) * 1982-09-30 1984-05-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of hydrophilizing or hydrophobizing polymers
DE3474815D1 (en) * 1983-03-28 1988-12-01 American Cyanamid Co Novel process for the preparation of aminonitriles useful for the preparation of herbicides

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Publication number Publication date
CA1312612C (en) 1993-01-12
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EP0246849A1 (en) 1987-11-25
US4694103A (en) 1987-09-15

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